山東新澤儀器有限公司歸納總結(jié)固定污染源煙氣CEMS現(xiàn)場核查方法，環(huán)境保護(hù)部印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)“十二五”主要污染物總量減排監(jiān)測體系建設(shè)運(yùn)行情況考核工作的通知》要求，高度重視監(jiān)測體系建設(shè)運(yùn)行情況考核工作，全面加強(qiáng)國家重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行管理。

山東新澤儀器有限公司經(jīng)過多年發(fā)展，根據(jù)我國污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)取得很大成績，但仍有一些問題需要完善。CEMS現(xiàn)場端常見問題、對系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的影響、規(guī)范要求和現(xiàn)場核查方法等進(jìn)行了歸納總結(jié)，撰寫此文。目前，國內(nèi)實(shí)際安裝應(yīng)用的固定污染源煙氣CEMS系統(tǒng)中，監(jiān)控氣態(tài)SO2  、NOX、O2和顆粒物以及煙氣參數(shù)（溫度、壓力、流量、濕度）的儀器均以原位直接測量法為主，監(jiān)控氣態(tài)污染物的儀器以完全抽取法為主。本文對上述常用儀器進(jìn)行重點(diǎn)介紹，對應(yīng)用較少的氣態(tài)污染物稀釋抽取法和直接測量法儀器的一些常見問題也進(jìn)行了簡要分析。

一、采樣和預(yù)處理單元

1.1 采樣點(diǎn)位

u  常見問題：

流速和顆粒物采樣點(diǎn)位于煙道彎頭、閥門、變徑管處、彎道或前后直管段不足。

影響：

這些位置流場不穩(wěn)定，流速和顆粒物濃度無規(guī)律劇烈波動(dòng)。

規(guī)范要求：

1.應(yīng)優(yōu)先選擇在垂直管段和煙道負(fù)壓區(qū)域。

2.距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于4倍煙道直徑，距上述部件上游方向不小于兩倍煙道直徑處（HJ/T75—2007）。

核查方法：

現(xiàn)場觀察。備注：采樣點(diǎn)位對氣態(tài)污染物的影響較小，但也應(yīng)盡量滿足HJ/T 75—2007規(guī)范中“距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于兩倍煙道直徑，以及距上述部件上游方向不小于0.5 倍煙道直徑處”的要求。

 

u  常見問題：

采樣點(diǎn)設(shè)置在凈煙道，但旁路煙道未安裝煙氣流量和煙溫監(jiān)測裝置。

影響：

旁路開啟情況無法有效監(jiān)控。

規(guī)范要求：

1.固定污染源煙氣凈化設(shè)備設(shè)置有旁路煙道時(shí)，應(yīng)在旁路煙道內(nèi)安裝煙氣流量連續(xù)計(jì)量裝置（HJ/T75—2007）。

2.應(yīng)在旁路煙道加裝煙氣溫度和流量采樣裝置（環(huán)辦〔2009〕8號）。

核查方法：

1.現(xiàn)場觀察旁路煙道是否安裝了流量和煙溫測量裝置。

2.開啟旁路，觀察DCS和CEMS上流量和煙溫變化情況，凈煙道流量應(yīng)下降，旁路流量應(yīng)上升，旁路煙溫應(yīng)接近原煙氣溫度。

備注：目前，許多燃煤電廠不設(shè)旁路或已取消旁路，不存在此問題。但燒結(jié)機(jī)脫硫等仍設(shè)有旁路，需予以關(guān)注。

 

u  常見問題：

參比方法采樣孔設(shè)置在CEMS采樣孔上游，或距離CEMS采樣孔較遠(yuǎn)。

影響：

測定結(jié)果可比性差。

規(guī)范要求：

在煙氣CEMS 監(jiān)測斷面下游應(yīng)預(yù)留參比方法采樣孔，采樣孔數(shù)目及采樣平臺(tái)等按《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》要求確定，以供參比方法測試使用。在互不影響測量的前提下，應(yīng)盡可能靠近（HJ/T 75—2007）。

核查方法：現(xiàn)場觀察。

備注：參比方法采樣孔與CEMS采樣孔距離一般控制在1米以內(nèi)。

 

u  常見問題：

顆粒物采樣孔設(shè)在氣態(tài)污染物采樣孔的上游。

影響：

顆粒物監(jiān)測時(shí)需連續(xù)吹掃，吹掃空氣會(huì)使氣態(tài)污染物被稀釋，監(jiān)測結(jié)果偏低。

核查方法：

現(xiàn)場觀察。

備注：采樣孔的正確布置順序?yàn)椋貉責(zé)煔饬鲃?dòng)方向，依次布置氣態(tài)污染物、溫度壓力流速、顆粒物采樣孔。相互距離最好不小于0.5米。

1.2 采樣管路

u  常見問題：

1.采樣管線未全程伴熱。

2.采樣探頭加熱溫度或采樣管線伴熱溫度不足。

影響：

導(dǎo)致采樣管內(nèi)煙氣溫度低于露點(diǎn)，水汽結(jié)露，二氧化硫溶于水中，加大測量誤差，使測定結(jié)果偏低

核查方法：

1.觀察采樣管線，是否全程伴熱。

2.用手觸碰采樣管線，感覺是否有溫度異常偏低的部分。

3.檢查采樣管兩端，恒功率伴熱管是否預(yù)留1米伴熱帶。

4.檢查探頭加熱溫度（溫度顯示儀表在采樣探頭旁或分析儀機(jī)柜內(nèi)），一般加熱溫度不低于160℃。

5.檢查伴熱管伴熱溫度（溫度顯示儀表在分析儀機(jī)柜內(nèi)），一般伴熱溫度不低于120℃。

備注：1.只有完全抽取法（包括熱濕法和冷干法）儀器使用伴熱管。稀釋抽取法不需要伴熱，但探頭需要加熱。2.采樣探頭加熱溫度和伴熱管伴熱溫度需根據(jù)煙氣露點(diǎn)溫度確定，必須保證能夠?qū)煔饧訜岬铰饵c(diǎn)溫度以上。對垃圾焚燒尾氣等露點(diǎn)溫度較高的煙氣，采樣探頭加熱溫度和伴熱管溫度宜設(shè)置更高的溫度，一般不低于180℃。3.根據(jù)對某型伴熱管實(shí)際試驗(yàn)，裸露管段長在30厘米時(shí)，煙氣溫度降低可達(dá)70℃左右；裸露管段長在60厘米時(shí)，可達(dá)90℃左右。也就是說，裸露管段長度超過60厘米時(shí)，煙氣溫度已經(jīng)降低至接近室溫。在此過程中，將產(chǎn)生大量冷凝水，吸收煙氣中的二氧化硫，使測定結(jié)果偏低。在二氧化硫濃度較低時(shí)，對測定結(jié)果的影響更大（如普通濕法脫硫煙氣濃度低于50ppm時(shí)，二氧化硫損失率可達(dá)10%甚至更高）。因此，在安裝過程中，應(yīng)盡量縮短采樣管裸露管段的長度。

 

u  常見問題：

采樣管形成U型管段。

影響：

冷凝水易蓄積在U型管段，加大測量誤差，使氣態(tài)污染物測定結(jié)果偏低。

核查方法：

現(xiàn)場觀察。

1.3 預(yù)處理

u  常見問題：

顆粒物測量儀鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭未正常反吹。

影響：

不正常反吹將導(dǎo)致顆粒物測試儀鏡片污染，使?jié)舛绕螅粴鈶B(tài)污染物采樣探頭和皮托管探頭堵塞，數(shù)據(jù)異常，嚴(yán)重時(shí)設(shè)備無法運(yùn)行。

核查方法：

1.觀察平臺(tái)上顆粒物測量儀反吹風(fēng)機(jī)葉片是否轉(zhuǎn)動(dòng)，聽風(fēng)機(jī)是否有運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音，用手感覺風(fēng)機(jī)是否振動(dòng)，判斷風(fēng)機(jī)是否正常運(yùn)行。

2.觀察平臺(tái)上氣態(tài)污染物探頭和皮托管探頭反吹管是否正常連接，平臺(tái)上反吹氣閥門是否打開。

3.觀察監(jiān)測站房內(nèi)或平臺(tái)上反吹氣源壓力表，壓力一般在0.4~0.7MPa。

備注：

1.需反吹的部件包括3個(gè)：顆粒物測量儀鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭。

2.顆粒物測量儀鏡片采用連續(xù)反吹。

3.氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭為脈沖式反吹，反吹周期一般為4~8小時(shí)，每次反吹時(shí)間為2~5分鐘。

4.氣態(tài)污染物探頭反吹時(shí)，二氧化硫和氮氧化物濃度降低，氧含量增高。

5.皮托管全壓反吹時(shí)，壓力顯示為滿量程。靜壓反吹時(shí)，壓力顯示為零。

6.目前一般均對反吹時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行了屏蔽。如屏蔽，在CEMS和DCS歷史數(shù)據(jù)中查詢分鐘數(shù)據(jù)時(shí)，可觀察到反吹期間濃度、流速保持一固定值（如前5分鐘均值）。如未屏蔽，可觀察到有二氧化硫和氮氧化物濃度、流速（靜壓反吹）周期性波谷，氧含量、流速（全壓反吹）周期性波峰。

7.反吹氣源一般由監(jiān)測站房內(nèi)的空壓機(jī)提供，壓縮空氣經(jīng)管路輸送至平臺(tái)后分3路，分別供給顆粒物測量儀鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭進(jìn)行反吹。

部分企業(yè)有自備氣源，不需配備空壓機(jī)。部分顆粒物測量儀鏡片吹掃由平臺(tái)上風(fēng)機(jī)直接反吹。反吹氣源壓力在0.4~0.7MPa。

 

u  常見問題：

氣態(tài)污染物采樣探頭內(nèi)濾芯、預(yù)處理機(jī)柜內(nèi)濾芯長期未更換，導(dǎo)致濾芯失效。

影響：

濾芯堵塞，導(dǎo)致采樣流量降低，嚴(yán)重時(shí)設(shè)備無法運(yùn)行。

規(guī)范要求：

一般不超過3個(gè)月更換一次采樣探頭濾芯（HJ/T 76—2007）。

核查方法：

1.查看氣態(tài)污染物采樣探頭濾芯表面是否粉塵過大。

2.查看機(jī)柜濾芯是否變形、變色，表面有無大量粉塵。

備注：被測氣體進(jìn)入分析儀表前，需過濾去除粉塵和水蒸氣，依次為：氣態(tài)污染物采樣探頭內(nèi)的陶瓷或不銹鋼過濾器，預(yù)處理機(jī)柜內(nèi)1~2處過濾器。正常情況下，分析儀采樣流量一般在1~2L/分鐘。

 

u  常見問題：

1.冷凝器冷凝溫度過高或過低。

2.冷凝溫度不穩(wěn)定。

影響：

1.冷凝溫度過高，導(dǎo)致煙氣中的水分不能充分析出，分析儀表損壞。

2.冷凝溫度過低，尤其在低于0℃時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致冷凝管排水口結(jié)冰，無法正常排水。

核查方法：

1.查看冷凝器上的顯示溫度，一般冷凝溫度應(yīng)在3~5℃。

2.觀察抽氣泵，如果除濕不好，抽氣泵易腐蝕。

備注：完全抽取法測量氣態(tài)污染物一般包括冷干法和熱濕法兩類，國內(nèi)應(yīng)用的主要是冷干法儀器。只有冷干法儀器才需要使用冷凝器，目的是使煙氣中的水分迅速結(jié)露冷凝析出。熱濕法儀器和稀釋法儀器不需要冷凝器。

 

u  常見問題：

1.冷凝器排水蠕動(dòng)泵泵管老化。

2.蠕動(dòng)泵損壞。

3、蠕動(dòng)泵泄漏。

影響：

冷凝水無法正常排出，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致冷凝器不能正常工作。

規(guī)范要求：

每3個(gè)月至少檢查一次氣態(tài)污染物CEMS的過濾器、采樣探頭和管路的結(jié)灰和冷凝水情況、氣體冷卻部件、轉(zhuǎn)換器、泵膜老化狀態(tài)（HJ/T 75—2007）。

核查方法：

1.查看蠕動(dòng)泵電機(jī)是否按標(biāo)識方向轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察蠕動(dòng)泵管是否有水柱順利排出。

2.查閱運(yùn)維記錄，檢查是否定期更換蠕動(dòng)泵管（一般3個(gè)月至少更換一次）。

3.將蠕動(dòng)泵管拆卸下來，觀察其是否有裂紋、能否恢復(fù)原狀。如拆卸后不能恢復(fù)原狀、泵管表面有裂紋，則需要更換。

 

 

二、分析單元

目前，國家標(biāo)準(zhǔn)中僅規(guī)定了調(diào)試檢測期間判定CEMS是否合格的技術(shù)指標(biāo)，定期校準(zhǔn)、定期校驗(yàn)以及不定期比對監(jiān)測期間判定數(shù)據(jù)是否失控的技術(shù)指標(biāo)，但未明確日常檢查中判定CEMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確的方法和技術(shù)指標(biāo)。在日常檢查中，受時(shí)間、設(shè)備等限制，一般不采用參比方法對氣態(tài)污染物進(jìn)行比對監(jiān)測，而是參考HJ/T 76—2007第5.8.2條“氣態(tài)污染物CEMS（含O2或CO2）主要技術(shù)指標(biāo)”作為判定標(biāo)準(zhǔn)，即：相對誤差不超過±5%，響應(yīng)時(shí)間不大于200秒，零點(diǎn)漂移和量程漂移不超過滿量程的±2.5%。對顆粒物和流速準(zhǔn)確性的判定，必須采用參比方法，在日常檢查時(shí)一般不具備比對監(jiān)測的條件。因此，檢查重點(diǎn)應(yīng)放在設(shè)備實(shí)際狀況。對顆粒物，重點(diǎn)檢查光路是否準(zhǔn)直、光學(xué)鏡面是否清潔、安裝位置是否劇烈振動(dòng)；對流速/流量，重點(diǎn)檢查安裝位置是否合理、探頭是否堵塞。

在用參比方法測定二氧化硫時(shí)，要注意一氧化碳對測定儀器的干擾。試驗(yàn)表明，一氧化碳對電化學(xué)原理測定二氧化硫的儀器有較大程度的正干擾，對CEMS系統(tǒng)基本無影響。用國內(nèi)某型電化學(xué)法儀器和國外某型光學(xué)法儀器進(jìn)行比對，煙氣中4000ppm一氧化碳會(huì)對電化學(xué)二氧化硫產(chǎn)生606mg/m3正干擾，8000ppm一氧化碳會(huì)對電化學(xué)二氧化硫產(chǎn)生1170mg/m3正干擾。鋼鐵廠、焦化廠煙氣中一氧化碳濃度在5000ppm以上，垃圾焚燒廢氣一氧化碳含量在3000ppm左右，在二氧化硫比對監(jiān)測時(shí)，應(yīng)注意一氧化碳的干擾。

 

u  常見問題：

儀器未及時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)或校驗(yàn)。

影響：

測量誤差增大，降低儀器準(zhǔn)確度，嚴(yán)重時(shí)儀器精度無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

規(guī)范要求：

對現(xiàn)有儀器，一般應(yīng)該滿足：1.零點(diǎn)校準(zhǔn)：氣態(tài)污染物（二氧化硫、氮氧化物和氧）24 小時(shí)一次；顆粒物和流速每3 個(gè)月一次。2.跨度校準(zhǔn)：氣態(tài)污染物（二氧化硫、氮氧化物和氧）15 天一次；顆粒物和流速每3 個(gè)月一次。3.全系統(tǒng)校準(zhǔn)：抽取式氣態(tài)污染物CEMS 每3個(gè)月至少進(jìn)行一次全系統(tǒng)校準(zhǔn)，要求零氣和標(biāo)準(zhǔn)氣體與樣品氣體通過的路徑（如采樣探頭、過濾器、洗滌器、調(diào)節(jié)器）一致，進(jìn)行零點(diǎn)和跨度、線性誤差和響應(yīng)時(shí)間的檢測。4.定期校驗(yàn)：每6個(gè)月一次（HJ/T 75—2007）。

核查方法：

1.對氣態(tài)污染物，現(xiàn)場測定零點(diǎn)漂移和跨度漂移，應(yīng)不超過±2.5%F.S.。

2.如零點(diǎn)漂移和跨度漂移符合要求，則用接近被測氣體濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行全系統(tǒng)檢驗(yàn)，誤差不超過±5%。

3.查看CEMS或DCS中校準(zhǔn)和校驗(yàn)期間的歷史數(shù)據(jù)，如未屏蔽，則應(yīng)能夠找到相應(yīng)的濃度值。如已屏蔽，則應(yīng)保持一固定值。

備注：跨度漂移即為量程漂移。

 

u  常見問題：

量程設(shè)置過高或過低。

影響：

1.量程設(shè)置過高，測量的煙氣實(shí)際濃度遠(yuǎn)低于測量量程時(shí)（如低于20%），可能導(dǎo)致測量誤差過大，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.量程設(shè)置過低，煙氣實(shí)際濃度超過量程上限時(shí)，測量數(shù)據(jù)無效，排放情況無法得到有效監(jiān)控。

核查方法：

1.查閱儀表歷史數(shù)據(jù)，觀察污染物實(shí)際排放濃度范圍。

2.通常，實(shí)際排放濃度應(yīng)該在量程的20～80%范圍內(nèi)。

3.如實(shí)際排放濃度低于量程的20%，通入與實(shí)際排放濃度接近的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行測定，相對誤差應(yīng)不超過±5%。

4.觀察歷史數(shù)據(jù)中是否經(jīng)常發(fā)生超出儀器量程范圍的數(shù)據(jù)。

 

u  常見問題：

采用修改測量儀器標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率和截距、不正確設(shè)置校準(zhǔn)系數(shù)、設(shè)定數(shù)據(jù)上下限等方式，對測定數(shù)據(jù)進(jìn)行修飾。

影響：

人為作假，數(shù)據(jù)不真實(shí)。

核查方法：

分別用低、中、高濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行全系統(tǒng)檢驗(yàn)，誤差不超過±5%。

 

u  常見問題：

標(biāo)氣實(shí)際濃度與儀器設(shè)定的標(biāo)氣濃度不一致。

影響：

1.如果標(biāo)氣實(shí)際濃度低于儀器設(shè)定濃度，將使實(shí)際測定濃度接近等比例增高。

2.如果標(biāo)氣實(shí)際濃度高于儀器設(shè)定濃度，將使實(shí)際測定濃度接近等比例降低。如儀器設(shè)定的標(biāo)氣濃度為1000ppm，但標(biāo)氣的實(shí)際濃度為2000ppm，實(shí)際濃度為500ppm，則測定結(jié)果將顯示為250ppm。

核查方法：

1.使用自備標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行測定，相對誤差應(yīng)不超過±5%。

2.使用快速測定儀或?qū)F(xiàn)場標(biāo)氣帶回實(shí)驗(yàn)室測定，其濃度應(yīng)與儀器設(shè)定的標(biāo)氣濃度一致。